(57)【要約】【課題】  並列に接続される複数のコンデンサを有し、比較的小さな領域に大きな静電容量を与えることができる印刷配線板を提供すること。【解決手段】  印刷配線板において、積層された複数の内部層パネルは、第１のパネルの第１の電極を第２のパネルの第１の電極に接続すること、および、同様に、第１および第２のパネルの第２の電極を接続することによって並列に接続されるコンデンサを有する。並列に接続されるコンデンサを有する内部層パネルは、小さなｘ−ｙ面積内に大きな静電容量を提供する。代替の印刷配線板は、第１の箔電極、および、第１の箔電極の相対する側面上に位置する第２および第３の電極を有するコンデンサを有する。さらに他の印刷配線板は、不連続の印刷電極のアレーから離間された不連続箔電極のアレーとして形成されるコンデンサを有する。不連続相互接続された電極を形成する工程は、電極を損傷する過剰な熱膨張係数応力なしに、電極を焼成することを可能にする。【選択図】  図１Ｂ
2005129887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷配線板であって、
第１の内部層パネルであって、
第１の電極と、
前記第１の電極を覆って配置される誘電体と、
前記誘電体を覆って配置される第２の電極と
を含み、前記第１の電極、前記誘電体、および前記第２の電極が第１のコンデンサを形成する第１の内部層パネル、および
第２の内部層パネルであって、
第１の電極と、
前記第１の電極を覆って配置される誘電体と、
前記誘電体を覆って配置される第２の電極と
を含み、前記第１の電極、前記誘電体、および前記第２の電極が第２のコンデンサを形成する第２の内部層パネル
を含み、
前記第２の内部層パネルは前記第１の内部層パネルと積層され、それぞれの前記第１の電極は電気的に結合され、およびそれぞれの前記第２の電極は電気的に結合され、それによって、前記第１および前記第２のコンデンサを並列に接続することを特徴とする印刷配線板。
【請求項２】
第３の内部層パネルであって、
第１の電極と、
前記第１の電極を覆って配置される誘電体と、
前記誘電体を覆って配置される第２の電極と
を含み、前記第１の電極、前記誘電体、および前記第２の電極が第３のコンデンサを形成する第３の内部層パネルを含み、
前記第３の内部層パネルは前記第１および第２の内部層パネルと積層され、それぞれの前記第１の電極は電気的に結合され、およびそれぞれの前記第２の電極は電気的に結合され、それによって、前記第１、前記第２および前記第３のコンデンサを並列に接続することを特徴とする請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項３】
前記第１の内部層パネルは、
前記誘電体によって前記第２の電極から離間され、前記第１の電極に電気的に結合される第３の電極
を含み、前記誘電体は２層誘電体であることを特徴とする請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項４】
前記第１の内部層パネルは、
前記誘電体によって前記第３の電極から離間され、前記第２の電極に電気的に結合される第４の電極
を含み、前記誘電体は３層誘電体であることを特徴とする請求項３に記載の印刷配線板。
【請求項５】
それぞれの前記第１の電極は第１の導電性バイアによって電気的に結合され、および
それぞれの前記第２の電極は第２の導電性バイアによって電気的に結合されることを特徴とする請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項６】
第１の内部層パネルを形成する工程であって、
第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極を覆って誘電体を形成する工程と、
前記誘電体を覆って第２の電極を形成する工程と
を含み、前記第１の電極、前記第２の電極、および、前記誘電体が第１のコンデンサを形成する第１の内部層パネルを形成する工程、
第２の内部層パネルを形成する工程であって、
第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極を覆って誘電体を形成する工程と、
前記誘電体を覆って第２の電極を形成する工程と
を含み、前記第１の電極、前記第２の電極、および、前記誘電体が第２のコンデンサを形成する第２の内部層パネルを形成する工程、
前記第１および前記第２の内部層パネルを積層する工程、
それぞれの前記第１の電極を電気的に結合する工程、および
それぞれの前記第２の電極を電気的に結合する工程
を含み、それによって前記第１および前記第２のコンデンサを並列に接続することを特徴とする印刷配線板を製造する方法。
【請求項７】
第３の内部層パネルを形成する工程であって、
第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極を覆って誘電体を形成する工程と、
前記誘電体を覆って第２の電極を形成する工程と
を含み、前記第１の電極、前記第２の電極、および前記誘電体は第３のコンデンサを形成する第３の内部層パネルを形成する工程、
前記第３の内部層パネルを前記第１および前記第２の内部層パネルと積層する工程、
前記第３のコンデンサの前記第１の電極を前記第１および前記第２のコンデンサの前記第１の電極に電気的に結合する工程、および
前記第３のコンデンサの前記第２の電極を前記第１および前記第２のコンデンサの前記第２の電極に電気的に結合する工程
をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の内部層パネルを形成する工程は、
前記誘電体によって前記第２の電極から離間され、前記第１の電極に電気的に結合される第３の電極を形成し、ここで前記誘電体は２層誘電体である工程
を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の内部層パネルを形成する工程は、
前記誘電体によって前記第３の電極から離間され、前記第２の電極に電気的に結合される第４の電極を形成し、ここで前記誘電体は３層誘電体である工程
を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の電極を電気的に結合する工程は、第１の導電性バイアを形成する工程を含み、および
前記第２の電極を電気的に結合する工程は、第２の導電性バイアを形成する工程を含む
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
積層される複数の内部層パネルを含む印刷配線板であって、
前記内部層パネルの少なくとも１つは、
箔から作成される第１の電極と、
前記第１の電極の第１の面を覆って配置される第１の誘電体と、
前記第１の電極の第２の面を覆って配置される第２の誘電体と、
前記第１の誘電体を覆って配置される第２の電極と、
前記第２の誘電体を覆って配置される第３の電極と
を含み、前記第１の電極、前記第１の誘電体、前記第２の誘電体、前記第２の電極、および前記第３の電極はコンデンサを形成することを特徴とする印刷配線板。
【請求項１２】
前記第１の電極の終端は前記第１の電極の占有面積内にあり、
前記第２の電極の終端は前記第２の電極の占有面積内にあり、および
前記終端間の間隔は前記第１の電極の幅より狭いことを特徴とする請求項１１に記載の印刷配線板。
【請求項１３】
前記第２の電極は前記第３の電極に電気的に結合されることを特徴とする請求項１１に記載の印刷配線板。
【請求項１４】
前記第１の電極の前記第１の面を覆って配置される貼合せ材料と、
前記第１の電極に電気的に結合される第１の導体であって、前記貼合せ材料を貫いて延在する第１の導体と、
前記第２の電極に電気的に結合される第２の導体と
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の印刷配線板。
【請求項１５】
前記第１の誘電体を覆って配置され、前記第１の電極に電気的に結合される第４の電極を含むことを特徴とする請求項１１に記載の印刷配線板。
【請求項１６】
前記第２の誘電体を覆って配置され、前記第１の電極に電気的に結合される第５の電極を含み、前記第２および前記第３の電極は電気的に結合されることを特徴とする請求項１５に記載の印刷配線板。
【請求項１７】
複数の内部層パネルを形成する工程を含む印刷配線板を製造する方法であって、
前記内部層パネルの少なくとも１つを形成する工程は、
金属箔を設ける工程と、
前記箔の第１の面を覆って第１の誘電体を形成する工程と、
前記第１の誘電体を覆って第２の電極を形成する工程と、
前記箔の第２の面を覆って第２の誘電体を形成する工程と、
前記第２の誘電体を覆って第３の電極を形成する工程と、
前記箔から第１の電極を形成する工程を含む工程と、
前記複数の内部層パネルを積層する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記金属箔の前記第１の面を覆って貼合せ材料を形成する工程と、
第１の導体を形成する工程であって、前記第１の導体は前記第１の電極に電気的に接続される工程と、
第２の導体を形成する工程であって、前記第２の導体は前記第２の電極に電気的に接続される工程とを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の誘電体を覆って第４の電極を形成する工程、および、
前記第２の誘電体を覆って第５の電極を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記電極の１つまたは複数を形成する工程は焼成を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
積層された複数の内部層パネルを含む印刷配線板であって、
前記内部層パネルの少なくとも１つは、
平面内に配置される複数の第１の電極と、
前記第１の電極を電気的に接続する複数の第１の導電性部分と、
金属箔から形成される複数の第２の電極と、
前記第２の電極を電気的に接続する複数の第２の導電性部分と、
前記第２の電極から前記第１の電極を離隔する誘電体と
を含み、
前記第１の電極が前記第２の電極から前記誘電体を横断して離隔されて複数のコンデンサを形成するように、前記第１および前記第２の電極が配列されることを特徴とする印刷配線板。
【請求項２２】
前記複数の第１の電極を覆って配置される第１の貼合せ材料、および、
前記複数の第２の電極を覆って配置される第２の貼合せ材料を含むことを特徴とする請求項２１に記載の印刷配線板。
【請求項２３】
前記第１の貼合せ材料および前記第２の貼合せ材料の少なくとも１つを貫いて延在し、および前記複数の第１の電極に電気的に結合される導体を含むことを特徴とする請求項２２に記載の印刷配線板。
【請求項２４】
前記導体は前記誘電体を貫いて延在することを特徴とする請求項２３に記載の印刷配線板。
【請求項２５】
前記第１の電極は、前記第２の電極と上面形状が実質的に同一であることを特徴とする請求項２１に記載の印刷配線板。
【請求項２６】
複数の内部層パネルを形成する工程、および前記内部層パネルを積層する工程を含む印刷配線板を製造する方法であって、
前記内部層パネルの少なくとも１つを形成する工程は、
金属箔を設ける工程と、
前記金属箔を覆って誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層を覆って複数の第１の電極および複数の第１の導電性部分を形成する工程であって、前記第１の導電性部分は前記第１の電極を電気的に接続する工程と、
前記金属箔から複数の第２の電極および複数の第２の導電性部分を形成する工程であって、前記複数の第２の導電性部分は前記第２の電極を電気的に接続する工程と
を含み、
ここで、前記第１の電極が前記第２の電極から前記誘電体層を横断して離隔されて複数のコンデンサを形成するように、前記第１および前記第２の電極が配列されることを特徴とする方法。
【請求項２７】
少なくとも１つの内部層パネルを形成する工程は、
前記複数の第１の電極を覆って第１の貼合せ材料を形成する工程、および、
前記複数の第２の電極を覆って第２の貼合せ材料を形成する工程
を含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記複数の第１の電極および前記複数の第１の導電性部分を形成する工程は、
前記誘電体層を覆って導電性層を堆積する工程
を含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記複数の第１の電極および前記複数の第１の導電性部分を形成する工程は、
前記導電性層および前記誘電体層を焼成する工程
を含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記金属箔から前記複数の第２の電極および前記複数の第２の導電性部分を形成する工程は、
前記金属箔をエッチングする工程
を含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野は埋込み型コンデンサである。より詳細には、技術分野は印刷配線板に埋め込むことができる埋込み型コンデンサを含む。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、「CO-FIRED CERAMIC CAPACITORS AND METHOD FOR FORMING CERAMIC CAPACITORS FOR USE IN PRINTED WIRING BOARDS」と題され、２００２年１０月１１日に米国特許商標庁に出願された出願指定代理人整理番号ＥＬ−０４９５の米国特許仮出願第６０／４１８，０４５号（現在は米国特許国内出願第１０／６５１３６７号に転換されている）、および、「PRINTED WIRING BOARDS HAVING LOW INDUCTANCE EMBEDDED CAPACITORS AND METHODS OF MAKING SAME」と題され、２００２年１２月１３日に米国特許商標庁に出願された出願指定代理人整理番号ＥＬ−０４９６の米国特許仮出願第６０／４３３，１０５号（現在は米国特許国内出願第１０／６６３５５１号に転換されている）、および、「HIGH TOLERANCE EMBEDDED CAPACITORS」と題される２００３年９月１８日に出願された出願指定代理人整理番号ＥＬ−０４９９の米国特許出願第１０／６６４６３８号に関する。
【０００３】
印刷配線板（ＰＷＢ）中に受動回路要素を埋め込むことの実施は、回路サイズの低減および改善された回路性能を可能にする。受動回路要素は、典型的に、積層され、かつ相互接続回路によって接続されるパネル中に埋め込まれ、パネルの積層物は印刷配線板を形成する。それらパネルは一般に「内部層パネル」と呼ばれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しばしば、印刷配線板が組み込まれるデバイスは固有の寸法上の制限を有する。例えば、ハンドヘルドデバイスまたは半導体パッケージは小型回路を必要とし、印刷配線板の寸法に長さおよび幅、すなわち「ｘおよびｙ」すなわち「ｘ−ｙ」の限界を課す可能性がある。超薄型パッケージなどの他のデバイスは、印刷配線板に厚さすなわち「ｚ」の限界を課すことがある。印刷配線板では空間が非常に重要であり、したがって、コンデンサなどの受動要素は内部層パネルの比較的小さな領域を占有すべきである。そのため、印刷配線板内のコンデンサが小さなサイズであり、大きな静電容量値を有することが有利である。
【０００５】
大容量のコンデンサ回路構成部品の提供への１つの手法は、大きなｘ−ｙ寸法、すなわち大きな表面積または「占有面積(footprint)」を有するコンデンサ電極を形成することである。しかし、箔上焼成(fired-on-foil)コンデンサを作成する時、箔と焼成材料との間の熱膨張係数（ＴＣＥ）の差がコンデンサ構造中に応力を引き起こす。その応力は電極層のｘ−ｙ寸法に比例し、したがって、大きな電極層は、大きなＴＣＥ応力によるひび割れを起こし易い可能性がある。
【０００６】
内部層パネルに埋め込まれたコンデンサなどの受動回路要素の配線は、パネル回路の回路ループインダクタンス（「リードインダクタンス」としても知られている）に寄与する。大きな回路ループインダクタンスは、大抵の用途において望ましくない。回路ループインダクタンスへのコンデンサの寄与は、その終端離隔距離によって部分的に決定される。コンデンサの「終端」は、一般的に、導電性トレースまたは導電性リードなどの回路導体がコンデンサ電極または電極に接続される点として定義することができる。従来の表面実装多層コンデンサまたは箔上焼成(fired-on-foil)コンデンサ素子は、コンデンサ電極の上面表面区域または底部占有領域内に位置するのではなく、コンデンサの１つの縁に位置する１つの終端、および、コンデンサの反対側の縁に位置するもう１つの終端を有する。コンデンサの対向する両縁に終端を位置させることは、コンデンサにとって最大の終端離隔距離、および、対応して回路ループインダクタンスへの高度な寄与をもたらす。コンデンサの対向する両縁にコンデンサ終端を位置させることは、印刷配線板における大きな総占有面積をコンデンサに与えるというさらなる短所を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
印刷配線板およびその製造方法の１つの実施形態によれば、印刷配線板は複数の内部層パネルを含む。内部層パネルの１つまたは複数は並列に接続することができるコンデンサを含む。内部層パネルの第１のパネルは、第１の電極、第１の電極を覆って配置される誘電体、および誘電体を覆って配置される第２の電極を含む。同様に、内部層パネルの第２のパネルも第１の電極、第１の電極を覆って配置される誘電体、および誘電体を覆って配置される第２の電極を含む。第２の内部層パネルは第１の内部層パネルとともに積層される。２つの内部層パネルのそれぞれの第１の電極は電気的に接続され、また２つの内部層パネルのそれぞれの第２の電極も電気的に接続される。それによって、内部層パネルのコンデンサは並列に接続される。
【０００８】
並列に接続され、（ｚ方向において）積層されるコンデンサを有する印刷配線板の実施形態によれば、比較的小さなｘ−ｙ領域に大きな静電容量を設けることができる。デバイス内のｘ−ｙ表面積が限られているが、デバイスのｚ寸法（または、厚さ）に対する制限はさほど厳しくない時に、この実施形態は特に有用である。本実施形態によって構築される印刷配線板は積層かつ並列接続されるいかなる数の内部層パネルも含み、それによって、比較的小さなｘ−ｙ表面積内に大きな静電容量を提供することができる。
【０００９】
他の実施形態によれば、印刷配線板は複数の積層される内部層パネルを含み、１つまたは複数の内部層パネルは箔電極のいずれの面にも配置される電極を有するコンデンサを含む。コンデンサは箔電極、箔電極の第１の面を覆って配置される第１の誘電体、箔電極の第２の面を覆って配置される第２の誘電体、第１の誘電体を覆って配置される第２の電極、および第２の誘電体を覆って配置される第３の電極を含む。また、箔電極のいずれの面上にも、さらなる誘電体層および電極を含むことができる。
【００１０】
箔電極のいずれの面上にも電極を備えるコンデンサを有する印刷配線板の実施形態によれば、比較的小さなｘ−ｙ表面積に大きな静電容量が設けられる。この実施形態は、デバイス内のｘ−ｙ表面積が限られている時に特に有用である。上記の実施形態に従って構築される印刷配線板は、積層され、並列に接続されるコンデンサを有するいかなる数の内部層パネルも含むことができ、それによって、比較的小さなｘ−ｙ表面積に大きな静電容量を提供する。
【００１１】
さらに他の実施形態によれば、印刷配線板は複数の内部層パネルを含み、内部層パネルの１つまたは複数は箔担体から形成されるコンデンサを含む。コンデンサは平面に配置される複数の第１の電極、第１の電極を電気的に接続する複数の第１の導電性部分、箔担体から形成される複数の第２の電極、同じく箔担体から形成され、第２の電極を電気的に接続する複数の第２の導電性部分、および第２の電極から第１の電極を離隔する誘電体層を含む。第１の電極および第２の電極は、第１の電極が、誘電体を横断して第２の電極と離間されるように配列される。複数の第１および第２の電極は誘電体によって離隔されており、これによって、複数のコンデンサを形成する。
【００１２】
本実施形態によれば、内部層パネルは比較的小さなｚ（厚さ）寸法内で大きな静電容量を提供する。この特徴は、システムまたはデバイスのｚ寸法が限られ、ｘ−ｙ寸法はさほど制限されない時に特に望ましい。
【００１３】
また、上記の実施形態は、薄い大静電容量の構成部品を箔上焼成(fired-on-foil)技術によって形成することを可能にする。上記に検討したように、大静電容量のコンデンサを作成するための以前の試みは、大静電容量を得るために、大きな連続した電極を形成することを伴った。しかし、これらの慣用のコンデンサが加熱された時、金属箔と堆積された層との間のＴＣＥ応力はしばしばひび割れを引き起こした。本実施形態において、個々のコンデンサによって提供される総静電容量は大きい。しかし、各電極および関連する誘電体層の表面積が比較的小さいためにＴＣＥの不整合の問題は回避される。また、上記の実施形態は、内部層パネルを通ったスルーホールの経路決定、および、コンデンサが埋め込まれる内部層パネルのいずれの側面からコンデンサへの接続をも可能にする。
【００１４】
当業者は、以下に掲げる図面を参照して実施形態の以下の詳細な説明を読めば、本発明の様々な実施形態の上述の長所および他の長所および恩恵を理解するであろう。
【００１５】
一般的な慣習に従い、図面の様々な機能部品は必ずしも縮尺を合わせて描かれてはいない。種々の機能部品の寸法は、本発明の実施形態をより明確に説明するために拡大または縮小することがある。
【００１６】
詳細な説明は以下の図面を参照し、図中では類似の符号は類似の要素を参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１Ａは、図１Ｂの直線１Ａ−１Ａの面から見た印刷配線板１０００の第１の実施形態の一部の平面図である。図１Ｂは、直線１Ｂ−１Ｂ上において図１Ａに記載される印刷配線板１０００の前面立面における断面図である。
【００１８】
図１Ｂに示すように、印刷配線板１０００は、複数の積層された内部層パネル１００、２００、３００を含む。内部層パネル１００はコンデンサ１０５を含み、内部層パネル２００はコンデンサ２０５を含み、内部層パネル３００はコンデンサ３０５を含む。この実施形態によれば、コンデンサ１０５、２０５、３０５は第１の回路導体１００１および第２の回路導体１００２によって並列に接続される。
【００１９】
内部層パネル１００のコンデンサ１０５は第１の電極１１０、第２の電極１２０、第３の電極１３０、および誘電体１４０を含む。誘電体１４０は第１および第３の電極１１０、１３０から第２の電極１２０を離隔し、２層誘電体の形態にある。同様に、コンデンサ２０５は第１の電極２１０、第２の電極２２０、第３の電極２３０、および２層誘電体２４０を有し、コンデンサ３０５は第１の電極３１０、第２の電極３２０、第３の電極３３０、および２層誘電体３４０を有する。第１の電極１１０、２１０、３１０は、例えばその上にコンデンサ１０５、２０５、３０５が引き続いて形成される箔から形成することができる。したがって、コンデンサ１０５、２０５、３０５は箔上焼成(fired-on-foil)型とすることができる。コンデンサ１０５、２０５、３０５は硬化ポリマ型であってもよい。
【００２０】
図１Ａおよび１Ｂにおいて、第１の回路導体１００１はコンデンサ１０５の第１および第３の電極１１０、１３０をコンデンサ２０５の第１および第３の電極２１０、２３０に、およびコンデンサ３０５の第１および第３の電極３１０、３３０に電気的に接続する。第２の回路導体１００２はコンデンサ１０５、２０５、３０５のそれぞれ第２の電極１２０、２２０、３２０を電気的に接続する。このようにして、コンデンサ１０５、２０５、３０５は並列に接続される。
【００２１】
印刷配線板１０００は、３つの内部層パネル１００、２００、３００を有するとして例示される。しかし、上記の実施形態にしたがう印刷配線板に、２つ、あるいは４つ以上の内部層パネルを含むことができる。内部層パネルの異なる組み合わせは並列に接続される複数のコンデンサを含むことができる。内部層パネル１００、２００、３００は、（図１Ｂに不図示の）貼合せ材料の層によって連結することができる。第１および第２の回路導体１００１、１００２は貼合せ材料を貫いて形成することができる。貼り合せ材料層の形成を含めて、内部層パネルおよび印刷配線板１０００を形成する方法は以下に詳細に検討する。
【００２２】
図２Ａ〜２Ｋは、上記に示す印刷配線板１０００内での使用に適する内部層パネル１００の実施形態を製造する方法を示す図である。以下で議論する実施形態は、コンデンサ層が共焼成される箔上焼成(fired-on-foil)の実施形態である。
【００２３】
図２Ａは、内部層パネル１００を製造する第１の段階の前面立面図である。図２Ａにおいて、金属箔１０１が設けられる。箔１０１は当業界で一般に入手可能なタイプのものでよい。例えば、箔１０１は、銅、銅−インバー−銅、インバー、ニッケル、ニッケルでコーティングされた銅、または、厚膜ペーストのための焼成温度を超える融点を有する他の金属であってよい。好ましい箔は、未処理の銅からなる箔を含むが、逆処理された銅箔、二重処理された銅箔、および、多層印刷回路板業界で一般に使用される他の主な銅箔も使用することができる。箔１０１の厚さは、例えば約１〜１００ミクロン、好ましくは３〜７５ミクロン、および、最も好ましくは約１／３オンス（９．４５ｇ）と１オンス（２８．３５ｇ）との間の銅箔に相当する１２〜３６ミクロンの範囲にあってよい。
【００２４】
箔１０１は、例えばアンダープリント１０２を適用および焼成することによって、前処理することができる。アンダープリント１０２は箔１０１の構成部品側の表面に適用される比較的薄い層である。図２Ａにおいて、アンダープリント１０２は箔１０１上の表面コーティングとして示される。アンダープリント１０２は金属箔１０１およびアンダープリント１０２を覆って堆積される層に十分に固着する。アンダープリント１０２は、例えば箔１０１に適用され、続いて、箔１０１の融解点より低い温度で焼成されるペーストから形成することができる。ペーストは箔１０１の表面全体を覆う無制限(open)のコーティングであるか、または、箔１０１の選択された区域上に印刷してもよい。
【００２５】
図２Ａを参照すると、誘電体材料は前処理された箔１０１上にスクリーン印刷され、第１の誘電体層１４１を形成する。誘電体材料は、例えば厚膜誘電体インクであってよい。誘電体インクは、例えばペーストから形成されてもよい。続いて、第１の誘電体層１４１を乾燥させる。
【００２６】
図２Ｂにおいて、第２の誘電体層１４２が続いて適用され、乾燥される。代替の実施形態において、２つの別個の層１４１、１４２を形成するために使用されるメッシュスクリーンより粗いメッシュスクリーンを通して、誘電体材料の単一の層を堆積することができる。より粗いメッシュスクリーンは１回の印刷においては等しい厚さを提供する。
【００２７】
図２Ｃにおいて、第２の電極１２０が、第２の誘電体層１４２を覆って形成され、乾燥される。第２の電極１２０は、例えば厚膜金属インクをスクリーン印刷することによって形成することができる。一般に、上方の面から見た時に誘電体層１４２の表面積は第２の電極１２０の表面積より大きくなるべきである。第２の電極１２０は層１４１、１４２の１つの端部を越えて延在し、箔１０１に接触するように形成される。
【００２８】
続いて、第１の誘電体層１４１、第２の誘電体層１４２、および第２の電極１２０が共焼成される。「共焼成される」とは、層１４１、１４２が第２の電極１２０を形成する前に焼成されないことを意味する。焼成後構造を、図２Ｄに前面立面図で、および図２Ｅに平面図で示す。誘電体層１４３は、共焼成工程の結果として得られる。厚膜誘電体層１４１、１４２は、ガラス−セラミックフリット相と混合される、例えばチタン酸バリウムのような高誘電率（すなわち「高Ｋ」）機能相、および例えば二酸化ジルコニウムなどの誘電特性改質添加物から形成することができる。共焼成中に、ガラス−セラミックフリット相は軟化し、機能相および添加物相を湿潤し、融合してガラス−セラミックマトリクス中の機能相および修正添加物の分散を生じさせる。同時に、第２の電極１２０および箔１０１は、軟化したガラス−セラミックフリット相によって湿潤され、一緒に焼結される。第２の電極１２０および箔１０１は、共焼成の結果得られた高Ｋ誘電体１４３に対する強力な結合を有する。
【００２９】
図２Ｆにおいて、誘電体材料の第３の層が前処理された箔１０１上にスクリーン印刷され、第３の誘電体層１４５を形成する。続いて、第３の誘電体層１４５が乾燥される。図２Ｇにおいて、第４の誘電体層１４６が塗布され、乾燥される。あるいはまた、スクリーン印刷中に粗いメッシュスクリーンを使用して、誘電体材料の単一の層を形成してもよい。
【００３０】
図２Ｈにおいて、第３の電極１３０が第４の誘電体層１４６を覆って形成され、乾燥される。第３の電極１３０は誘電体層の縁を越えて延在し、箔１０１に接触する。続いて、得られた物品を焼成する。層１４５、１４６および第３の電極１３０は共焼成してもよく、これは層１４５および１４６が第３の電極１３０を焼成する前には焼成されないことを意味する。図２Ｉは、得られる２層誘電体１４０を備えた、共焼成後に得られる物品を示す。共焼成の後、２層誘電体１４０は第２および第３の電極１２０、１３０、および箔１０１に確実に固着し、そして得られる物品はひび割れがない。
【００３１】
図２Ｄおよび２Ｉに関して議論されるような２つの別個の焼成工程に対する別法として、第３の電極１３０を形成した後に単一の共焼成を行うことができる。単一の共焼成は、生産コストを低減することに有利である。しかし、２つの別個の焼成は、第１の焼成の後の、ひび割れなどの欠陥および印刷位置合わせの問題に関する第２の電極１２０の検査を可能にする。
【００３２】
図２Ｊにおいて、構造は反転され、貼合せられる。例えば、箔１０１の構成部品側の面を貼合せ誘電体材料１７０および他の導電性箔１８０に貼合せることができる。貼合せは、例えば標準的な印刷配線板の工程におけるＦＲ４プリプレグを使用して行うことができる。１つの実施形態において、タイプ１０６エポキシプリプレグを使用することができる。適する貼合せ条件は、例えば約２８インチ水銀柱（０．０９５ＭＰａ）まで排気された真空室において１時間にわたって２０８ｐｓｉｇ（１．５４ＭＰａ）で１８５℃である。エポキシが貼合せ板を一緒に接着することを防止するために、シリコンゴムのプレスパッドおよび平滑なＰＴＦＥ充填ガラスのリリースシートを箔１０１および１８０に接触させてもよい。例えば、箔１８０を使用して、接続回路を作成することができる。誘電体プリプレグおよび貼合せ材料は、例えば標準的なエポキシ、高Ｔｇエポキシ、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、シアネートエステル樹脂、充填剤含有樹脂系、ＢＴエポキシ、および回路層間の絶縁を提供する他の樹脂および貼合せ物などのいかなるタイプの誘電体材料であってもよい。
【００３３】
図２Ｋを参照すると、貼合せの後、標準的な印刷配線板処理条件を使用して、フォトレジストが箔１０１、１８０に適用され、そして箔１０１、１８０は画像形成され、エッチングされ、剥離される。そのエッチング工程によって、箔１８０を回路化することができる。図示の簡略化のために、箔１８０から形成される回路は図３および４には示さない。箔１８０から形成される回路は、図３においては、例えばコンデンサ２１０５、２２０５、および２３０５のいくつかまたは全ての間に位置し、図４においては、例えばコンデンサ３１０５、３２０５、および３３０５のいくつかまたは全ての間に位置する。
【００３４】
第１の電極１１０は箔１０１のエッチングの結果得られる。エッチングは箔１０１（図２Ｋでは参照番号１０１は使用されていない）に溝１０７を作成し、これは第２の電極１２０からの第１および第３の電極１１０、１３０の電気的接触を遮断する。箔１０１の部分１０８は第１の電極１１０を形成し、箔１０１の部分１０９は第２の電極１２０に電気的に接続される。電極１１０、１２０、１３０、および２層誘電体１４０はコンデンサ１０５を形成する。
【００３５】
図２Ｋは、図１Ｂに示す印刷配線板１０００内に内部層パネル１００を組み込む前の内部層パネル１００を示す。印刷配線板１０００は、例えば貼合せ工程によって積層される複数の内部層パネルから形成することができる。内部層パネル２００、３００は、１回または複数回の慣用の貼合せ圧縮において、一緒に貼合せることができる。それら内部層パネルは、例えば誘電体プリプレグを使用して一緒に接着することができる。印刷配線板１０００は複数の段階で貼合せてもよい。完成した印刷配線板１０００を形成するために、例えば、内部層パネルのサブアセンブリを加工および貼合せることができ、その後に、１つまたは複数のサブアセンブリを積層し、一緒に貼合せることができる。
【００３６】
内部層パネルの各々は、回路素子の異なる配列を含めて、異なる設計を有することができる。用語「内部層パネル」は、パネルが印刷配線板１０００の内部に挟み込まれなければならないことは示唆せず、内部層パネルは、例えば印刷配線板１０００の外部層上にも位置することができる。
【００３７】
図１Ｂに示すように、内部層パネル１００、２００、３００は積層された配列になっている。印刷配線板１０００の内部層パネル１００、２００、３００は、第１および第２の回路導体１００１、１００２によって並列に接続される。第１および第２の回路導体１００１、１００２は、例えば積層され、張り合わされた内部層パネル１００、２００、３００を貫くレーザまたは機械的な穿孔によって、導電性バイアとして形成することができる。続いて、穿孔によって形成された孔は導電性材料によってメッキされる。結果として得られた、図１Ｂに示す印刷配線板１０００の全体を貫いて延在する導電性バイア１００１、１００２は、典型的に「メッキスルーホール」と呼ばれる。メッキスルーホール型のバイアは、通常、印刷配線板の内部層パネルの全てが一緒に貼合せられた後に形成される。図１Ｂおよび本明細書の他の図において、メッキスルーホールは内部層パネルのいずれかの端部を終端するものとして示される。しかし、メッキスルーホールは複数の内部層パネルを貫いて延在する連続的なメッキバイアである。
【００３８】
導体１００１、１００２は、複数の内部層パネルの並列接続を説明するために、メッキスルーホールとして示す。しかし、印刷配線板１０００が追加の層を含む場合に、印刷配線板１０００の他の部品の追加の回路導体（不図示）は、内部層パネルのサブアセンブリまたは個々の内部層パネルを貫いて延在することができる。印刷配線板１０００の一部のみを貫いて延在するバイア回路導体は、一般に「埋め込みバイア」と呼ばれる。埋め込みバイアは、典型的には、内部層パネルのサブアセンブリが印刷配線板に組み込まれる前に、内部層パネルのサブアセンブリを貫いて穿孔され、メッキされる。内部層パネルの１つまたは両方の面上に形成される小さな直径の導電性バイアは、一般に、「微小バイア」と呼ばれ、例えば内部層パネル内のコンデンサを終端するために使用することができる。
【００３９】
全ての相互接続が形成され、内部層パネルの全てのサブアセンブリまたは全ての個々の内部層パネルが一緒に貼合せられた後、印刷配線板１０００が完成される。図１Ｂにおいて、印刷配線板１０００は、積層された構成の内部層パネル１００、２００、３００を含み、貼合せられ（貼合せ材料は不図示）、回路導体１００１、１００２によって接続されているものとして示される。しかし、本実施形態によれば、いかなる数の内部層パネルも印刷配線板に含むことができる。
【００４０】
図３は並列に接続されるコンデンサを有する印刷配線板２０００の代替の実施形態を示す。図３は印刷配線板２０００の前面立面の概略断面図である。印刷配線板２０００は、積層された複数の内部層パネル２１００、２２００、２３００を含む。内部層パネル２１００はコンデンサ２１０５を含み、内部層パネル２２００はコンデンサ２２０５を含み、内部層パネル２３００はコンデンサ２３０５を含む。この実施形態によれば、コンデンサ２１０５、２２０５、２３０５は第１の回路導体２００１および第２の回路導体２００２によって並列に接続される。
【００４１】
内部層パネル２１００のコンデンサ２１０５は第１の電極２１１０、第２の電極２１２０、および誘電体２１３０を含む。誘電体２１３０は第１の電極２１１０から第２の電極２１２０を離隔し、単一層誘電体の形態である。同様に、コンデンサ２２０５は第１の電極２２１０、第２の電極２２２０、および誘電体２２３０を有し、コンデンサ２３０５は第１の電極２３１０、第２の電極２３２０、および誘電体２３３０を有する。第１の電極２１１０、２２１０、２３１０は、例えば引き続いてその上にコンデンサ２１０５、２２０５、２３０５が構築される箔から形成することができ、したがって、コンデンサ２１０５、２２０５、２３０５は箔上焼成(fired-on-foil)型とすることができる。
【００４２】
上方の面から見た時に、印刷配線板２０００は、図１Ａに示す印刷配線板１０００と同様の形状を有することができ、または、他の形状を使用することができる。印刷配線板２０００は、誘電体２１３０、２２３０、および２３３０が単一層の形態であり、コンデンサ２１０５、２２０５、２３０５がそれぞれ２つの電極のみを含むことを除いて、印刷配線板１０００と同様の方法で製造することができる。
【００４３】
図３において、第１の回路導体２００１は、コンデンサ２１０５の第１の電極２１１０、および第１の電極２２１０および２３１０を電気的に接続する。第２の回路導体２００２は第２の電極２１２０、２２２０、２３２０を接続する。このようにして、コンデンサ２１０５、２２０５、２３０５は並列に接続される。内部層パネル２１００、２２００、２３００は、例えば貼合せ圧縮を使用して、一緒に連結することができる。
【００４４】
図４は、並列に接続されるコンデンサを有する印刷配線板３０００の他の代替の実施形態を示す。図４は印刷配線板３０００の前面立面の概略断面図である。印刷配線板３０００は、積層された複数の内部層パネル３１００、３２００、３３００を含む。内部層パネル３１００はコンデンサ３１０５を含み、内部層パネル３２００はコンデンサ３２０５を含み、内部層パネル３３００はコンデンサ３３０５を含む。この実施形態によれば，コンデンサ３１０５、３２０５、３３０５は、第１の回路導体３００１および第２の回路導体３００２によって並列に接続される。
【００４５】
内部層パネル３１００のコンデンサ３１０５は第１の電極３１１０、第２の電極３１２０、第３の電極３１３０、第４の電極３１４０、および誘電体３１５０を含む。誘電体３１５０は、第２および第４の電極３１２０、３１４０から第１および第３の電極３１１０、３１３０を離隔し、３層誘電体の形態である。コンデンサ３２０５および３３０５は、コンデンサ３１０５と同様に作成することができる。
【００４６】
第１の回路導体３００１はコンデンサ３１０５、３２０５、３３０５の第１および第３の電極を電気的に接続し、および第２の回路導体３００２は第２および第４の電極を電気的に接続する。このようにして、コンデンサ３１０５、３２０５、３３０５は並列に接続される。
【００４７】
上方の面から見た時に、印刷配線板３０００は、図１Ａに示す印刷配線板１０００と同様の形状を有することができ、または、他の形状を使用してもよい。印刷配線板３０００は、誘電体３１５０が３層誘電体の形態であり、追加の第４の電極３１４０が存在することを除いて、印刷配線板１０００と同じ方法で製造することができる。この実施形態において、誘電体の追加の層は第３の電極３１３０を覆って形成され、続いて、第４の電極３１４０が誘電体の追加の層を覆って形成される。内部層パネル３１００、３２００、３３００は、例えば貼合せ圧縮を使用して、一緒に連結することができる。
【００４８】
図１Ａ〜４を参照して上記に議論した印刷配線板の実施形態１０００、２０００、３０００は、比較的小さなｘ−ｙ表面区域内に大きな静電容量を提供する。これらの実施形態は、デバイスのｘ−ｙ表面積が限られているが、デバイスの厚さ（すなわちｚ寸法）に対する制限がさほど厳しくない時に、特に有用である。上記の実施形態に従って構築される印刷配線板は、積層され、並列に接続されるいかなる数の内部層パネルも含むことができ、それによって、小さなｘ−ｙ表面区域内に大きな静電容量を提供する。異なるタイプの内部層パネルの追加の組み合わせを、並列に接続されるコンデンサを有する内部層パネルに加えて、または、その代替物として使用することができる。
【００４９】
図１Ａ〜４を参照して上記で議論した印刷配線板の実施形態は、１つまたは複数のコンデンサ層の共焼成を含むことができる箔上焼成(fired-on-foil)プロセスによって形成されるものとして記載される。しかし、他の構築方法および他の材料を、印刷配線板１０００、２０００、３０００を形成するために使用できる。例えば、同様に、上述の実施形態におけるように、ポリマコンデンサを内部層パネル内に形成し、並列に接続することができる。ポリマコンデンサは、例えば、堆積または印刷された層が焼成されずに、硬化されることを除いて、上記の実施形態と同じ方法で形成することができる。
【００５０】
ポリマ導電層を形成するために使用されるペーストのために適する材料は、例えばポリマ厚膜銅ペースト、銀ポリマ厚膜ペーストを含み、これは、有機ビヒクル中に分散される銅または銀の粉体を含んでもよい。有機ビヒクルは、エポキシ溶液または他の樹脂をベースとする他の溶液であってよい。市販のポリマ導電層は、E. I. du Pont de Nemours and Companyから入手可能なＣＢ２００である。
【００５１】
ポリマ誘電体層を形成するために使用されるペーストのために適する材料は、ポリマ厚膜誘電体ペーストを含む。ポリマ厚膜誘電体ペーストは、例えば、エポキシ樹脂などの有機ビヒクル中に分散される一般的にに高誘電率の材料（チタン酸バリウムのようなもの）である。市販の高誘電率のポリマ誘電体層は、E. I. du Pont de Nemours and Companyより入手可能な７１５３厚膜誘電体である。導電層および誘電層の硬化は、例えば約１５０℃で行うことができる。
【００５２】
本明細書で議論される導電層は、例えば電着プロセスまたは蒸着プロセスによって形成することもできる。電着プロセスまたは蒸着プロセスを、例えば金属導電層を形成するために使用することができる。あるいはまた、誘電体層を、例えば薄膜化学溶液堆積、スパッタ、またはタンタルのようなその前に適用された金属の化学陽極酸化によって形成することができる。
【００５３】
図５Ａ〜５Ｈは内部層パネルを有する印刷配線板４０００を製造する一般的な方法を示す。内部層パネルは箔電極のいずれの面上にも形成される電極を有するコンデンサを含むことができる。完成された印刷配線板４０００を、図５Ｈに断面図で例示する。図５Ｈにおいて、コンデンサ４３０５の対向する電極は、それぞれ電源およびアース４４４１および４４４２に接続される。あるいはまた、それらを他の回路素子に接続することができる。図５Ｆは、完成された内部層パネル４３００を分解断面図で示す。単一のコンデンサ４３０５は、以下に説明する内部層パネル４３００内に形成される。しかし、印刷配線板４０００は、異なるタイプを有し、かつ様々な方法で配列される多数の独立したコンデンサを印刷配線板４０００内に含むことができる。
【００５４】
図５Ａおよび５Ｂは内部層パネル４３００の製造の第１の段階を示す。内部層パネル４３００は印刷配線板４０００内に組み込まれる。図５Ａは上面図であり、５Ｂは切断線５Ｂ−５Ｂで取られた図５Ａからの断面図である。図５Ａおよび５Ｂにおいて、金属箔４３１０が設けられる。箔４３１０は大きな表面積を有することができ、コンデンサを含む多数の受動構成部品を作成するために使用することができる。箔４３１０は当業界で一般的に入手可能なタイプのものでよい。例えば、箔４３１０は銅、銅−インバー−銅、インバー、ニッケル、ニッケルでコーティングされた銅、または、厚膜ペーストのための焼成温度を超える融解点を有する他の金属であってよい。好ましい箔は主に未処理の銅からなる箔を含む。箔４３１０の厚さは、例えば約１〜１００ミクロン、好ましくは３〜７５ミクロン、および、最も好ましくは約１／３オンス（９．４５ｇ）と１オンス（２８．３５ｇ）との間の銅箔に相当する１２〜３６ミクロンの範囲にあってよい。
【００５５】
箔４３１０は、箔４３１０の第１の面にアンダープリント４３１２を、および、箔４３１０の第２の面にアンダープリント４３１４を適用することによって前処理することができる。アンダープリント４３１２、４３１４は箔４３１０の構成部品側の表面に適用される比較的薄い層である。図５Ｂにおいて、アンダープリント４３１２、４３１４は箔４３１０上の表面コーティングとして示される。アンダープリント４３１２、４３１４は、金属箔４３１０およびアンダープリント４３１２、４３１４を覆って堆積される層に十分に固着する。アンダープリント４３１２、４３１４は、例えば、箔４３１０の融解点より低い温度で焼成される、箔４３１０に適用されるペーストから形成することができる。そのペーストは、箔４３１０の表面全体を覆う無制限(open)のコーティングとして印刷してもよいし、箔４３１０の選択された領域上に印刷してもよい。
【００５６】
図５Ｂを参照すると、誘電体材料は前処理された箔４３１０の第１の面上にスクリーン印刷され、第１の誘電体層４３２０を形成する。誘電体材料は、例えば厚膜誘電体インクであってよい。誘電体インクは、例えばペーストから形成されてもよい。
【００５７】
第１の誘電体層４３２０は、例えば誘電体材料の２回の別個のスクリーン印刷から形成することができる。２回の別個のスクリーン印刷が行われる場合、第１の誘電体層は印刷および乾燥され、同じ厚さおよび形状のものであってよい第２の誘電体層が第１の誘電体層を覆って印刷され、乾燥される。あるいはまた、誘電体層４３２０を、誘電体材料の単一の印刷によって形成することができ、これはその後に乾燥させる。第１の誘電体層４３２０を形成するために誘電体材料の単一の印刷が使用される時、誘電体材料の単一の層は、粗いメッシュスクリーンを通して堆積されて、同等の厚さの誘電体層を与える。第１の開口部（すなわちスルーホール）４３２４および第２の開口部４３２６は、形成中の第１の誘電体層４３２０に含まれる。
【００５８】
次に、第１の導電性層４３４０が第１の誘電体層４３２０を覆って形成され、乾燥される。第１の導電性層４３４０は、例えば厚膜金属インクをスクリーン印刷することによって形成することができる。第１の導電性層４３４０は第１の開口部４３２４の上に配列される第１の開口部４３２４、および、第２の開口部４３２６の上に配列される第２の開口部４３４４を有して形成される。第１の導電性層４３４０は、例えばスクリーン印刷によって形成することができる。続いて、得られた物品を焼成する。
【００５９】
図５Ａおよび５Ｂに示す実施形態において、開口部４３２４、４３２６、４３４２、４３４４は図５Ａの平面図に示すように円形である。しかし、他の形状も可能である。
【００６０】
スクリーン印刷プロセスを繰り返して、箔４３１０の第２の面上に各層を構築する。その後の構築のステップは、開口部４３２８および４３３０を備えた第２の誘電体層４３２２、および、開口部４３４８を備えた第２の導電性層４３４６をもたらす。続いて、得られた物品を焼成する。
【００６１】
後焼成された物品を図５Ａおよび５Ｂに示す。誘電体層４３２０、４３２２、およびそれぞれの導電性層４３４０、４３４６を同時に焼成することは、誘電体層および導電性層を共焼成することとみなすことができる。厚膜誘電体層４３２０、４３２２は、例えば高誘電率機能相、および、ガラス−セラミックフリット相と混合された誘電特性修正添加物から形成することができる。一般に、誘電体４３２０、４３２２の表面積、すなわち占有面積は、導電性層４３４０、４３４６よりも大きくするべきである。これは、平面図の図５Ａにおいて、誘電体４３２０について例示されている。
【００６２】
図５Ｃおよび５Ｄを参照すると、箔４３１０（参照番号４３１０は図５Ｃおよび５Ｄでは使用されていない）の第２の面で、得られた物品は貼合せ材料４３５０に貼合せられる。貼合せは、例えば標準的な印刷配線板工程においてＦＲ４プリプレグを使用して行うことができる。１つの実施形態において、タイプ１０６エポキシプリプレグを使用することができる。導電性箔４３５２は、例えば接続回路を作成するための表面を提供するために、貼合せ材料４３５０に適用することができる。誘電体プリプレグおよび貼合せ材料は、例えば標準的なエポキシ、高Ｔｇエポキシ、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、シアネートエステル樹脂、充填剤含有樹脂系、ＢＴエポキシ、および、回路層間に絶縁を提供する他の樹脂および貼合せ物などのいかなるタイプの誘電体材料であってもよい。
【００６３】
貼合せの後、標準的な印刷配線板処理を使用して、フォトレジストを箔４３１０に適用し、箔４３１０は画像形成され、エッチングされ、剥離される。また、箔４３５２も、例えば回路を作成するために、この時にエッチングして、例えば回路を作成することができる。図５Ｃおよび５Ｄは、箔４３１０のエッチングの後に得られる物品を示す。箔４３１０のエッチングは、箔４３１０の第１の部分４３１８を第２の部分４３１９から離隔する溝４３１６をもたらし、これによって、第２の導電性層４３４６を部分４３１９から離隔する。
【００６４】
エッチング工程の後、第１の電極４３６１は箔４３１０の残りの部分４３１９から得られる。第２の電極４３６２は導電性層４３４０に相当する。第３の電極４３６３は導電性層４３４６から形成され、箔４３１０の部分４３１８に接続される。
【００６５】
図５Ｅにおいて、得られる物品は、第１の箔電極４３６１の第１の面上で第２の貼合せ材料４３５４に貼合せられる。箔４３５６を、第２の貼合せ材料４３５４に適用することができる。
【００６６】
図５Ｆおよび５Ｇはコンデンサ４３０５を有する完成された内部層パネル４３００を示す。図５Ｆは図５Ｇの直線５Ｆ−５Ｆに沿って取られた断面図である。図５Ｅおよび５Ｆを参照すると、フォトレジストが箔４３５６に塗布され、箔４３５６は画像形成され、エッチングされ、剥離される。この時、第２の微小バイア回路導体４３７２を形成することが好ましい。第１および第３のバイア回路導体４３７１および４３７３もこの段階で形成することができるが、別法として、内部層パネル４３００が多層印刷配線板に組み込まれた後にスルーホールバイアとして形成することもできる。他のタイプの回路導体を、スルーホールバイアの代わりに使用することができる。例えば、第１の箔電極４３６１の周囲の縁への導電性接続は、第１の回路導体４３７１の代替物として使用することができる。
【００６７】
図５Ｆおよび５Ｇを参照すると、箔４３５６のエッチングは、第２の回路導体４３７２を第３の回路導体４３７３に電気的に接続し、したがって、第２の電極４３６２を第３の電極４３６３に電気的に接続する回路または「リード」４３５８をもたらす。貼合せ材料４３５４上の回路４３５９は第１の回路導体４３７１および第１の電極４３６１に電気的に接続する。回路導体４３７１、４３７２、４３７３は、例えば穿孔およびその後の導電性金属によるメッキによって形成することができる。穿孔は、第２の回路導体４３７２を形成するための、例えばレーザ穿孔であってもよい。回路導体４３７１、４３７３がスルーホール型のものである場合、機械的な穿孔が、それらを形成するために好しい可能性がある。
【００６８】
図５Ｆに示すように、完成された内部層パネル４３００は電極４３６１、４３６２、４３６３を備えたコンデンサ４３０５を含む。第２および第３の電極４３６２、４３６３は第１の箔電極４３６１のいずれかの面上に位置する。
【００６９】
図５Ｈは完成された印刷配線板４０００の概略断面図である。印刷配線板４０００は内部層パネル４１００、４２００、および内部層パネル４３００を含み、追加の内部層パネルを含んでもよい。内部層パネル４１００、４２００の１つまたは複数は、電極のいずれの面上にも配置された電極を備えるコンデンサ、または、他の設計を有するコンデンサを含むことができる。追加の相互接続回路、他の受動構成部品、または能動構成部品も印刷配線板４０００に含むことができる。
【００７０】
図５Ｉは図５Ｆの直線５Ｇ−５Ｇに沿って取られた断面図であり、図５Ｇと同様である。図５Ｉは内部層パネル４３００内のコンデンサ終端の相対位置を示すために提供される。図５Ｆおよび５Ｉに示すように、第３の電極４３６３の終端は誘電体層４３２２のスルーホール開口部に位置し、ここで、第３の回路導体４３７３は第３の電極４３６３に電気的に結合される。第１の電極４３６１の終端は、第１の回路導体４３７１が第１の電極４３６１に電気的に結合される所に位置する。第２の電極４３６２の終端は、第２の回路導体４３７２が第２の電極４３６２に電気的に結合される所に位置する。図５Ｉを特に参照すると、電極４３６１、４３６２、４３６３の終端は個々の電極４３６１、４３６２、４３６３の上面表面積または「占有面積」内に位置する。
【００７１】
コンデンサ４３０５の回路導体４３７１および４３７３によって規定される終端間の間隔はｄ２である。第１の電極４３６１の幅はｌ１であり、第２の電極４３６２の幅はｌ２であり、（図５Ｉには図示しない）第３の電極４３６３の幅はｌ３である。幅ｌ３はｌ２とほぼ等しい。間隔ｄ２は幅ｌ１、ｌ２、ｌ３のいずれよりもはるかに狭い。例えば、間隔ｄ２は幅ｌ１、ｌ２、ｌ３のいずれもの３分の２未満、または半分未満であってよい。
【００７２】
上記の実施形態によれば、電極の占有面積内に位置する終端は互いに比較的接近して離間することができ、コンデンサ４３０５による回路インダクタンスへの寄与を低減する。
【実施例１】
【００７３】
図５Ａ〜５Ｈを参照して、内部層パネル４３００および印刷配線板４０００の具体的な実施形態を説明する。この具体的な実施形態において、箔４３１０は銅箔である。銅箔４３１０のタイプは印刷配線板業界に使用されるいかなる市販等級の銅箔であることができ、１／３オンス（９．４５ｇ）銅箔（厚さ約１２ミクロン）から１オンス（２８．３５ｇ）銅箔（厚さ約３６ミクロン）の範囲内にある。銅箔４３１０は箔４３１０の選択された領域を覆って銅のアンダープリントペーストを適用することによって前処理が行われる。続いて、得られる物品は、約１時間のサイクル総時間で、ピーク温度において１０分間にわたって窒素中にて９００℃で焼成され、アンダープリント４３１２を形成する。この工程はアンダープリント４３１４を形成するために繰り返される。
【００７４】
図５Ａおよび５Ｂにおいて、厚膜誘電体インクを、前処理された銅箔４３１０の１つの面上に、３２５メッシュスクリーンを通してスクリーン印刷する。誘電体層４３２０は２回のスクリーン印刷によって形成され、各スクリーン印刷は約１２〜１５ミクロンの印刷厚さの誘電体層を残す。スクリーン印刷された誘電体層４３２０は約１０分間にわたり１２５℃で乾燥される。厚膜誘電体インクはチタン酸バリウム成分、酸化ジルコニウム成分、およびガラス−セラミック相を含む。開口部４３２４、４３２６の（図５Ｉに示す）間隔ｄ２は約７７ミル（１９５５．８ミクロン）より大きい。開口部４３２４、４３２６の直径は、それぞれ約２６ミル（６６０．４ミクロン）および１６ミル（４０６．４ミクロン）である。
【００７５】
厚膜銅電極インク層４３４０は、誘電体層４３２０上に３２５メッシュスクリーンを通して印刷され、約１０分間にわたって１２５℃で乾燥させる。誘電体層４３２０の大きさは、その周縁の周囲で導電性層４３４０より約１０ミル（２５４ミクロン）大きい。開口部４３４２、４３４４の直径はそれぞれ開口部４３２４および４３２６より約２０ミル（５０８ミクロン）大きい。印刷導体層４３４０の厚さは３から１５ミクロンの範囲内にある。得られる構造物を、厚膜窒素プロファイルを使用してピーク温度にて１０分間にわたって９００℃で共焼成する。窒素プロファイルは、１時間のサイクル総時間をともない、燃焼区画において５０ｐｐｍ未満の酸素を、焼成区画において２〜１０ｐｐｍの酸素を含む。印刷および焼成の手順は層４３２２、４３４６を形成するために箔４３１０の第２の面上で繰り返される。開口部４３２８および４３３０は直径が約１６ミル（４０６．４ミクロン）であり、箔４３１０の反対側の面上の開口部４３２４および４３２６と同心状に配置される。開口部４３４８は直径が約３６ミル（９１４．４ミクロン）である。
【００７６】
図５Ｃを参照すると、ＦＲ−４の印刷配線板基板貼合せ材料４３５０が箔４３１０の第２の面に貼合せられる。銅箔４３５２は貼合せ材料４３５０を覆って形成される。貼合せ条件は、２８インチ水銀柱（０．０９５ＭＰａ）にまで排気された真空室において１時間にわたって２０８ｐｓｉｇ（１．５４ＭＰａ）で１８５℃である。シリコンゴムのプレスパッドおよび滑らかなＰＴＦＥ充填ガラスのリリースシートを箔４３１０に接触させて、エポキシが貼合せ板を一緒に接着することを防止する。箔４３１０は画像形成され、エッチングされ、剥離される。溝４３１６は１６ミル（４０６．４ミクロン）をやや上回る内部直径を、および、２６ミル（６６０．４ミクロン）をやや下回る外部直径を有する。
【００７７】
図５Ｅを参照すると、ＦＲ−４の印刷配線板基板貼合せ材料４３５４が、第２の電極４３６２の第１の面上において、前の貼合せにより得られた物品に貼合せられる。銅箔４３５６は貼合せ材料４３５４を覆って形成される。
【００７８】
図５Ｆおよび５Ｇを参照すると、箔４３５６を画像形成し、エッチングし、剥離して、回路４３５８、４３５９を形成する。続いて、第２の回路導体４３７２が、第２の電極４３６２に接続するための直径８〜１６ミル（２０３．２〜４０６．４ミクロン）の孔をレーザ穿孔することによって形成され、続いて、その孔は導電性微小バイアを形成するために銅でメッキされる。
【００７９】
続いて、図５Ｈに示すように、得られる物品は多層印刷配線板に貼合せられ、それぞれ電極４３６１および４３６３、ならびに印刷配線板４０００の電源面およびアース面に接続する導電性スルーホールを形成するために、回路導体導通孔４３７１および４３７３は機械的に穿孔され、メッキされる。
【００８０】
この実施例において、厚膜誘電体材料は以下の組成を有した。
【００８１】
【表１】
2005129887.tif 000003
【００８２】
ガラスＡの組成はＰｂ５Ｇｅ３Ｏ１１に相当し、これは、焼成中に析出し、約７０〜１５０の誘電率を有する。焼成された誘電体は約１０００の誘電率を有する。厚膜銅電極インクの組成は以下を含んだ。
【００８３】
【表２】
2005129887.tif 000004
【００８４】
図６Ａ〜６Ｄは、箔電極のいずれの側面上にも配置された複数の電極を備えたコンデンサ５１０５を有する内部層パネル５１００（図６Ｄ）の第２の実施形態を製造する方法を示す。内部層パネル５１００は、例えば上記に説明した印刷配線板１０００、２０００、３０００、４０００などの印刷配線板に組み込むことができる。図６Ｄに示す完成された内部層パネル５１００は箔電極の両方の側面上に２つの電極を有する５電極のコンデンサの実施形態である。コンデンサ５１０５も４層の誘電体を含み、高い静電容量密度を提供する。
【００８５】
図６Ａは図６Ｄに例示される内部層パネル５１００の製造の第１の段階の断面図である。図６Ａに示す物品は、箔５４１０、箔５４１０の第１の面上に第１の誘電体層５４２０および第１の導電性層５４３０、および箔５４１０の第２の面上に第２の誘電体層５４２２および第２の導電性層５４３２を含む。図６Ａの物品の上面図は、概して図５Ａに示す物品の形状に相当することができ、および物品は同様な方法で製造することができる。物品は、層５４２０および５４３０の共焼成、引き続いて層５４２２および５４３２の共焼成を行うことによって焼成することができる。箔５４１０は前処理してもよく、アンダープリント層５４１２、５４１４を含むことができる。
【００８６】
図６Ｂは内部層パネル５１００の製造の次の段階の断面図である。図６Ｂにおいて、第３の誘電体層５４４０は第１の導電性層５４３０を覆って形成される。第３の導電性層５４５０は第３の誘電体層５４４０を覆って形成され、物品は焼成される。第４の誘電体層５４４２は第２の導電性層５４３２を覆って形成され、第４の導電性層５４５２は第４の誘電体層５４４２を覆って形成される。得られた物品は焼成される。
【００８７】
上記の方法の別法は、箔５４１０の第１の面上に層５４２０、５４３０、５４４０、および、５４５０を完全に形成し、続いて、層５４２０、５４３０、５４４０、および、５４５０を共焼成することである。続いて、層５４２２、５４３２、５４４２、および、５４５２を箔５４１０の第２の面上に形成し、共焼成する。一般に、隣接する誘電体層間の境界は、共焼成時に除去される。図６Ｂには、焼成する前に形成される別個の層を説明するために、境界を示す。
【００８８】
図６Ｃは内部層パネル５１００の製造の次の段階の断面図である。前述のような物品を共焼成することは、箔５４１０（参照番号５４１０は図６Ｃでは使用されていない）の第１の面上の第１の２層誘電体５４８１、および箔５４１０の第２の面上の第２の２層誘電体５４８２をもたらす。焼成の後、貼合せ材料５４６０が箔５４１０の第２の面上に適用される。貼合せ材料５４６０に対して、箔５４６２を適用してもよい。
【００８９】
貼合せの後、箔５４１０に対してフォトレジストが適用され、箔５４１０は画像形成され、エッチングされ、剥離される。溝５４１６が箔５４１０内にエッチングされ、また箔５４１０の縁も同様にエッチングされて、図６Ｃに示すように第１の電極５４７１を画定する。溝５４１６は、例えば円形でよく、図５Ｄに示す溝４３１６と同等の形状および大きさでもよい。
【００９０】
エッチングの後、物品は、第１の電極５４７１、（図６Ｂに示す）導電性層５４３０に相当する第２の電極５４７２、導電性層５４３２に相当する第３の電極５４７３、導電性層５４５０に相当する第４の電極５４７４、および導電性層５４５２に相当する第５の電極５４７５を含む。
【００９１】
図６Ｄを参照すると、第１の箔電極５４７１の第１の面に対して、貼合せ材料５４７０が適用され、該貼合せ材料５４７０に対して箔（箔は図示しない）が適用される。貼合せ材料５４７０に適用された箔を、画像形成し、エッチングし、剥離して、回路５４６１、５４６２を形成する。（図６Ｃに示す）箔５４６２も、回路５４６４、５４６６を作成するためにエッチングされる。他の回路も箔５４６２から形成することができる。
【００９２】
図６Ｄは、印刷配線板への組み込みの前の、コンデンサ５１０５を含む完成された内部層パネル５１００を示す。図６Ｄにおいて、第１および第３の回路導体５５７１および５５７３は、好ましくは、多層板への組み込みの後に形成される。回路導体５５７１および５５７３は、例えば機械的な穿孔およびその後のメッキによって形成することができる。第２の回路導体５５７２は、レーザ穿孔およびメッキによって微小バイアとしてこの段階で形成することができる。
【００９３】
内部層パネル５１００は、５つの電極を備えたコンデンサ５１０５を含み、それらの内の２つ（電極５４７２および５４７４）が第１の箔電極５４７１の第１の面上に位置し、それらの内の２つ（電極５４７３および５４７５）が電極５４７１の第２の面上に位置する。コンデンサ５１０５は２つの２層誘電体５４８１、５４８２も含む。図６Ｄに示すように、コンデンサ５１０５は大きい静電容量を提供し、比較的小さなｘ−ｙ面積を占有する。加えて、電極の終端は電極の占有面積内に位置し、回路ループインダクタンスへのコンデンサ５１０５の寄与を低減させる。
【００９４】
図７Ａは箔電極の両方の面上に形成された電極を有する内部層パネル６１００の代替の実施形態の断面図である。内部層パネル６１００は、例えば上記に議論した印刷配線板１０００、２０００、３０００、４０００などの印刷配線板に組み込むことができる。
【００９５】
内部層パネル６１００は第１、第２、および、第３の電極（それぞれ、６１０１、６１０２、６１０３）を有するコンデンサ５１０５を含む。第１の電極６１０１、および第２の電極６１０２の一部６１０９は金属箔から形成される。溝６１１０は、第１の電極６１０１を第２の電極６１０２から離隔するために箔内に形成される。
【００９６】
第１と第２の電極６１０１、６１０２は第１の誘電体６１２１によって離隔され、第１と第３の電極６１０１、６１０３は第２の誘電体６１２２によって離隔される。第１の回路導体６５７１は第１の電極６１０１および回路６５８１に接続する。第２の回路導体６５７２は第２の電極６１０２に接続し、第３の回路導体６５７３は第３の電極６１０３に接続する。第２および第３の回路導体６５７２、６５７３は回路６５８０によって接続され、これによって第２および第３の電極６１０２、６１０３を電気的に接続する。内部層パネル６１００は、貼合せ材料６４０１および６４０２を含むことができ、回路６５８０、６５８１は貼合せ材料６４０１上に堆積された箔から形成することができる。回路導体６５７１、６５７２、６５７３は、例えばメッキされたバイアであることができる。図７Ａに不図示の接続用回路も貼合せ材料６４０２上に形成することができる。
【００９７】
図７Ｂは、箔電極の両方の面上に形成された電極を有する内部層パネル７１００の他の代替の実施形態の断面図である。内部層パネル７１００は、上記に検討した印刷配線板のいずれかに組み込むことができる。
【００９８】
内部層パネル７１００は第１、第２、第３、および第４の電極（それぞれ７１０１、７１０２、７１０３、７１０４）を有するコンデンサ７１０５を含む。第１の電極７１０１は金属箔から形成することができる。溝７１１０を箔内に形成して、第２の電極７１０２から第１の電極７１０１を離隔することができる。
【００９９】
２層の第１の誘電体７１２１は第１および第３の電極７１０１、７１０３から第２の電極７１０２を分離する。第２の誘電体７１２２は第４の電極７１０４から第１の電極７１０１を分離する。第１の回路導体７５７１は、電気的に第３の電極７１０３に電気的に結合される第１の電極７１０１に接続する。第２の回路導体７５７２は第２の電極７１０２に接続し、第３の回路導体７５７３は第４の電極７１０４に接続する。第２および第３の回路導体７５７２および７５７３は回路７５８０によって接続され、これによって、第４および第２の電極７１０４、７１０２に電気的に接続する。第１の回路導体７５７１は回路７５８１に接続する。内部層パネル７１００は貼合せ材料７４０１および７４０２を含むことができ、回路７５８０、７５８１は貼合せ材料７４０１上の箔から形成することができる。回路導体７５７１、７５７２、７５７３は、例えばメッキされたバイアであってよい。図７Ｂに不図示の接続用回路も貼合せ材料７４０２上に形成することができる。
【０１００】
図７Ａおよび７Ｂの内部層パネル６１００、７１００は、前述の内部層パネルの実施形態に関連して記載した製造方法を使用して形成することができ、同様または同一の材料をその組立において使用できる。当業者には理解されるように、上記に検討したコンデンサ６１０５および７１０５の電極の終端は、電極の占有面積内に位置して、回路ループインダクタンスに対するコンデンサ６１０５、７１０５の寄与を低減させることができる。
【０１０１】
内部層パネルが電極のいずれの面上にも電極を有する図５Ａ〜７Ｂを参照して上記に検討した実施形態は、比較的小さなｘ−ｙ表面積内に大きな静電容量を提供する。これらの実施形態は、デバイス内のｘ−ｙ表面積が限られている時に特に有用である。上記の実施形態に従って構築される印刷配線板は、例えば並列に接続される１つまたは複数のコンデンサを備えて積層されるいかなる数の内部層パネルも含むことができ、それによって、比較的小さなｘ−ｙ面積内に大きな容量を提供する。
【０１０２】
上記に検討した実施形態は箔上焼成(fired-on-foil)工程によって形成されるとして記載され、これはコンデンサ層の共焼成を含むことができる。しかし、他の方法および材料も印刷配線板１０００、２０００、３０００、４０００、および上記で議論した代替の内部層パネルの実施形態を形成するために使用することができる。例えば、（非セラミック）ポリマコンデンサも、誘電率を増大させるためにチタン酸バリウムなどの充填剤を含むことができるポリマ系ペースト合成物から形成することができる。ポリマコンデンサは、印刷層が硬化されることを除いて、上記の実施形態と同様の方法で形成することができる。硬化は、例えば１５０℃で行うことができる。導電性層を形成するために使用されるペーストに適するポリマ材料は、例えばポリマ厚膜電極を含む。誘電体層を形成するために使用されるペーストのために適するポリマ材料は、例えばポリマ厚膜誘電体を含む。
【０１０３】
また薄膜コンデンサを並列に結合して、静電容量密度を増大させることができる。薄膜コンデンサは、最初に、化学溶液堆積、スパッタ、または予めスパッタされた金属の陽極酸化によって、誘電体を選択的に堆積させることによって形成することができる。選択的堆積は、例えばマスクの使用によって達成することができる。電極は、シャドウマスクを介したスパッタによって塗布され、そして必要であれば、引き続いてメッキを行って厚さを増大させる。あるいはまた、誘電体上に厚膜合成物を印刷し、および焼成または硬化のいずれかを行って、電極を形成することもできる。
【０１０４】
図８Ａ〜８Ｇは単一の箔「担体」から形成される複数のコンデンサを有する内部層パネル８１００の第１の実施形態を製造する方法を示す。図８Ｈは完成された内部層パネル８１００を示す。内部層パネル８１００において、コンデンサ８１０５は単一の金属箔担体または基板内に一緒にグループ化すなわち「一組に構成」される。図９は内部層パネル８１００および追加の内部層パネル８２００、８３００、８４００を含む印刷配線板の実施形態８０００の概略断面図である。
【０１０５】
図８Ａは、内部層パネル８１００（図８Ｈ）を製造する第１の段階の平面図である。図８Ｂは図８Ａの直線８Ｂ−８Ｂ上に取られた前面立面図である。図８Ｂを参照すると、金属箔８１０１が提供される。箔８１０１は内部層パネル８１００のための「担体」として機能し、およびコンデンサ８１０５のための（図８Ｆに示す）１式の電極８１１５は箔８１０１から形成される。箔８１０１は当業界で一般に入手可能なタイプのものでもよい。例えば、箔８１０１は銅、銅−インバー−銅、インバー、または、ニッケル、ニッケルでコーティングされた銅であってもよい。
【０１０６】
箔８１０１は、例えばアンダープリント８１０２を適用および焼成することによって前処理することができる。図８Ｂにおいて、アンダープリント８１０２は箔８１０１上の表面コーディングとして示される。アンダープリント８１０２は、例えば箔８１０１に適用されるペーストから形成することができる。
【０１０７】
図８Ｂを参照すると、誘電体材料を前処理された箔８１０１上にスクリーン印刷して、第１の誘電体層８１２１を形成する。誘電体材料は、例えば厚膜誘電体インクであってよい。誘電体インクは、例えばペーストで形成されてもよい。続いて、第１の誘電体層８１２１は乾燥される。図８Ａに示すように、誘電体層８１２１は、（図８Ｆに示す）完成された装置においてコンデンサ８１０５が有する概形の輪郭を描く。続いて、第２の誘電体層８１２２が適用および乾燥される。代替の実施形態において、２つの別個の誘電体層８１２１、８１２２を形成するために使用されるメッシュスクリーンより粗いメッシュスクリーンを通して、誘電体材料の単一の層を堆積してもよい。
【０１０８】
第１のスルーホールすなわち開口部８１２５、および第２の開口部８１２６は誘電体層８１２１、８１２２の両方を貫いて延在する。図８Ａを参照すると、開口部８１２５、８１２６は断面で円形として示されるが、他の断面を使用してもよい。開口部８１２５、８１２６の直径は、例えば約４０〜１００ミル（１０１６〜２５４０ミクロン）の範囲にあってよい。開口部８１２５、８１２６の直径は、例えばスクリーン印刷の許容誤差に適合するように選択することができる。
【０１０９】
図８Ｃは、内部層パネル８１００の製造の次の段階の上面図であり、図８Ｄは図８Ｃの直線８Ｄ−８Ｄにおける断面図である。図８Ｄを参照すると、導電性層８１３０は、第２の誘電体層８１２２（図８Ｄには不図示）を覆って形成され、乾燥される。導電性層８１３０は、例えば厚膜金属インクをスクリーン印刷することによって形成することができる。導電性層は、スルーホール開口部８１２５と整列するスルーホール開口部８１３２を含む。一般に、誘電体層８１２２の上面表面積は、導電性層８１３０のそれより大きくあるべきである。導電性層８１３０は、スルーホール開口部８１２５を通して箔８１０１に接触するように形成される。
【０１１０】
続いて、第１の誘電体層８１２１、第２の誘電体層８１２２、および導電性層８１３０は共焼成される。焼成後の構造を、図８Ｃおよび８Ｄに示す。共焼成工程により誘電体層８１２０が得られ、したがって、個々の誘電体層８１２１、８１２２を図８Ｄに示さない。共焼成は、例えば約９００℃でＮ２環境において行うことができる。焼成の後、導電性層８１３０および箔８１０１は共焼成工程により得られた誘電体層８１２０に強力な結合を有する。
【０１１１】
図８Ｃに示すように、導電性層８１３０は、独立した「電極」として記載することができる、いくつかの別個の第１の電極部分８１３５を含む。したがって、導電性層８１３０も、同様に第１の「電極」層８１３０として記載することができる。複数の第１の電極８１３５は、同様に層８１３０から形成される第１の導電性部分８１３７によって接続される。
【０１１２】
図８Ｅを参照すると、貼合せ材料８４０１に対して、共焼成工程から得られた物品を貼合せることができる。貼合せは、例えば標準的な印刷配線板工程におけるＦＲ４プリプレグを使用して行うことができる。タイプ１０６エポキシプリプレグも使用することができる。
【０１１３】
図８Ｆは内部層パネル８１００を製造する次のステップの平面図である。図８Ｇは図８Ｆの直線８Ｇ−８Ｇ上における断面図である。図８Ｆは図８Ｇの矢印８Ｆの方向から見たものである。
【０１１４】
図８Ｆおよび８Ｇを参照すると、貼合せの後、標準的な印刷配線板工程条件を使用して、箔８１０１（参照番号８１０１は図８Ｇでは使用されていない）に対してフォトレジストが適用され、箔８１０１を画像形成し、エッチングし、剥離する。図８Ｇの透視図から、フォトレジストは箔８１０１の底面側に適用される。エッチング工程は箔８１０１から第２の電極層８１１１を作成する。溝８１１２は、スルーホールバイアが電極層８１１１、８１３０の双方に接続することができるように、第２の電極層８１１１から第１の電極層８１３０を離隔する。
【０１１５】
図８Ｆを参照すると、第２の電極層８１１１は、概して第１の電極層８１３０（図８Ｃ）の第１の電極８１３５の形状および大きさに相当してもよい、複数の独立した第２の電極８１１５（図８Ｆ）を含む。独立した第２の電極８１１５は複数の第２の導電性部分８１１７によって接続される。
【０１１６】
それぞれの対向する第１の電極８１３５／第２の電極８１１５の対が、誘電体層８１２０の挟み込まれた部分とともに、コンデンサ８１０５を形成する。図８Ｆにおいては、９つのコンデンサ８１０５が例示されるが、いかなる数のコンデンサ８１０５も単一の箔担体から形成することができる。加えて、平面透視図からはコンデンサ８１０５の全てが同じ形状を有するが、１つまたは複数のコンデンサは異なる平面形状を有してもよい。
【０１１７】
図８Ｈは、回路導体がパネル８１００内に形成された後の内部層パネル８１００の前面立面の断面図である。図８Ｈは、内部層パネル８１００が印刷配線板に組み込まれた後の内部層パネル８１００の単離された図を表すことができる。図８Ｈにおいて、第１の回路導体８１５１は第１の電極層８１３０（図８Ｆ）の第１の電極８１３５に接続する。第２の回路導体８１５２は第２の電極層８１１１（図８Ｃ）の第２の電極８１１５に接続する。第１および第２の回路導体８１５１、８１５２は、例えばメッキされたバイアであってもよい。回路導体８１５２の位置は電極の占有面積内で変化してよい。さらに、スルーホール開口部８１５２および８１３２は最終的な内部層パネルの実施形態に依存する必要な形状構成であってもよいし、そうでなくてもよい。
【０１１８】
図８Ｉは、内部層パネル８１００’の代替の配列の前面立面の断面図である。図８Ｉは、例えば内部層パネル８１００’が印刷配線板に組み込まれ、メッキされたスルーホールバイアが印刷配線板を貫いて穿孔された後の内部層パネル８１００’の単離された図を表すことができる。図８Ｉにおいて、第１のスルーホール回路導体８２５２は、図８Ｈに示す第１の電極層８１３０と同様の形態を有することができる第１の電極層８２３０に接続する。第２のスルーホール回路導体８１５２は、図８Ｈの第２の電極層８１１１と同様の形態を有することができる第２の電極層８２１１に接続する。
【０１１９】
図８Ｈおよび８Ｉに示すように、内部層パネルの実施形態８１００、８１００’は、パネル８１００、８１００’のいずれかの面を貫いて延在する回路導体に接続することができる、すなわちスルーホール導体がパネル８１００、８１００’を貫いて延在して、電極層と接続することができる。
【０１２０】
図９は、印刷配線板８０００への一体化およびスルーホールバイアが穿孔され、メッキされた後の内部層パネル８１００の概略を示す。バイアの各々は内部層パネル８１００の電極層８１１１、８１３０の１つと接続する。内部層パネル８１００、８２００、８３００、８４００などは、例えば貼合せ工程において誘電体プリプレグを使用して一緒に結合することができる。内部層パネル８１００、８２００、８３００、８４００の各々は異なる配列の能動および受動回路素子を含む、異なる設計を有することができる。内部層パネル８２００、８３００、８４００の１つまたは複数は、内部層パネル８１００と同様または同一の設計を有することができる。加えて、別個の内部層パネルのコンデンサの１つまたは複数は、上記の図１Ａ〜４に関して議論したように、並列に接続することができる。
【０１２１】
用語「内部層パネル」は、パネルが印刷配線板８０００の内部に挟み込まれなければならないことを示唆せず、内部層パネル８１００、８２００、８３００、８４００も、印刷配線板８０００の外部層として位置することができる。印刷配線板８０００は、複数の段階で貼合せることができる。例えば、内部層パネルのサブアセンブリを加工および貼合せてもよく、そして、引き続いて１つまたは複数のサブアセンブリを一緒に貼合せて、完成された印刷配線板８０００を形成することができる。また、回路導体も、印刷配線板８０００の内部層パネルの１つもしくは複数、または全てを貫いて延在するように形成することができる。
【０１２２】
上記の図８Ａ〜８Ｈおよび９に示す実施形態において、個々の電極８１１５、８１３５、および、導電性部分８１１７、８１３７の形状および配列は変化させることができる。例えば、図１０Ａは第１の電極１０１５の代替の配列の象徴的表現であり、したがって、これは、同様に、内部層パネルの対応する第２の電極に対して使用することができる。図１０Ａにおいて、第１の電極１０１５は八角形の形状を有する。図１０Ｂは第１の電極１１１５の第２の代替の配列であり、これは、同様に内部層パネルの対応する第２の電極に対して使用することができる。図１０Ｂにおいて、電極１１１５は円形を有する。電極および誘電体層に関して異なる形状を選択して、それらの層の許容できる表面積を最大化すると同時に、それらの層が焼成中にひび割れを起こさないことを確実にすることができる。
【０１２３】
回路導体８１５１、８１５２、および、８２５１、８２５２は、電極層の電極部分に接続するものとして図８Ｈおよび８Ｉに示される。あるいはまた、回路導体は、（図８Ｃおよび８Ｆに示す）第１および第２の導電性部分８１３７、８１１７に接続することができる。その場合、代わりに、層８１１１、８１３０の回路導体部分にスルーホールを設けることができる。
【０１２４】
上記に議論した内部層パネルの実施形態は、単一の箔担体から複数のコンデンサを形成することによって大きい静電容量を提供する。これらの実施形態は、システムまたはデバイスのｚ寸法が限られ、ｘ−ｙ寸法がさほど制限されない時に特に望ましい。
【０１２５】
上記の実施形態は、大きい静電容量を提供するために大きな連続した誘電体および電極面積を含む、慣用的に焼成されるセラミック厚膜コンデンサに関連する問題も回避する。焼成中に、金属箔と堆積された層との間の不整合によって引き起こされるＴＣＥ応力は、焼成される誘電体／電極層の面積に正比例する。上記の実施形態によれば、個々の電極を形成することによって、大きい表面積の焼成層は回避される。しかし、コンデンサによって提供される総静電容量は大きい。これによって、単一の大きな連続した誘電体／電極面積を形成することに関連するＴＣＥの不整合の問題を回避すると同時に、大きな静電容量を達成する。また、上記の実施形態は、内部層パネルを通したスルーホールの経路決定を可能にする。
【０１２６】
上記に議論した実施形態を、コンデンサ層の共焼成を含むことができる箔上焼成(fired-on-foil)によって形成されるとして記載した。しかし、他の方法および材料を使用して、印刷配線板１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、８０００の内部層パネルを形成することができる。例えば、薄膜セラミックコンデンサは、例えば１ミクロン未満の薄いセラミック層を与える多くのプロセスによって形成することができる。そのような材料の例は、チタン酸バリウムまたはアルミナを含み、それらは、例えばゾル−ゲル技術またはスパッタによって堆積させることができる。同様に、ポリマ（非セラミック）コンデンサも、誘電率を増大させるためにチタン酸バリウムを含むことができるポリマ系ペースト合成物から形成することができる。ポリマコンデンサは、各層が焼成されずに硬化されることを除いて、上記の実施形態と同様の方法で形成することができる。ポリマ導電性層を形成するために使用されるペーストに適する材料は、例えばポリマ厚膜導体を含み、ポリマ誘電体層を形成するために使用されるペーストに適する材料は、例えばポリマ厚膜誘電体を含む。
【０１２７】
本明細書で検討する実施形態において、用語「ペースト」は電子材料業界で使用される慣用の用語に対応させてよく、一般的に厚膜組成物を意味する。典型的に、アンダープリントペーストの金属成分は、金属箔の金属に整合される。例えば、銅箔が使用された場合には、銅ペーストをアンダープリントとして使用できる。他の用途の例は、銀およびニッケルの箔を、同等の金属アンダープリントペーストと組み合わせることである。厚膜ペーストを用いて、アンダープリントおよび受動構成部品の双方を形成することができる。
【０１２８】
一般に、厚膜ペーストは、可塑剤、分散剤、および有機溶媒の混合物内に溶解されたポリマ中に分散される、セラミック、ガラス、金属、または、他の固体の細かく分割された粒子を含む。銅箔に対する使用のために好ましいコンデンサペーストは、窒素雰囲気での良好な燃尽性を備えた有機ビヒクルを有する。一般的に、そのようなビヒクルは、スクリーン印刷に適する粘度を生成するのに少量のみが必要である高分子量エチルセルロースのような、非常に少量の樹脂を含む。加えて、誘電体粉混合物中に配合される硝酸バリウム粉のような酸化性成分は、有機成分が窒素雰囲気中で燃尽するのを補助する。固体は、本質的に不活性な液体媒体（「ビヒクル」）と混合され、スクリーン印刷に適するペースト状合成物を形成するために３本ロールミル上で分散される。本質的に不活性な任意の液体をビヒクルとして使用することができる。例えば、濃厚化剤および／または安定化剤および／または他の一般的な添加物を伴うまたは伴わない、種々の有機液体をビヒクルとして使用することができる。
【０１２９】
高Ｋ厚膜誘電体ペーストは、一般的に、少なくとも１つの樹脂および溶媒からなるビヒクル系中に分散される、少なくとも１つの高Ｋ機能相粉および少なくとも１つのガラス粉を含む。ビヒクル系は、スクリーン印刷して、高密度かつ空間的に輪郭のはっきりした膜を提供するように設計される。高Ｋ機能相粉は、一般式ＡＢＯ３を持つペロブスカイト型強誘電体合成物を含む。このような組成物の例はＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ３、ＢａＺｒＯ３、およびＳｒＺｒＯ３を含む。Ａおよび／またはＢの位置への代替元素の置換によって、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３およびＰｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３などの他の組成物も可能である。ＴｉＯ２およびＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ３が、他の可能な高Ｋ材料である。
【０１３０】
上記組成物のドープされた、および、混合された金属のものも適する。ドープおよび混合は、主として、材料が「Ｘ７Ｒ」または「Ｚ５Ｕ」規格などの業界規定を満たすために、例えば必要な静電容量温度係数（ＴＣＣ）のような必要な最終用途特性仕様を達成するために行われる。
【０１３１】
ペースト中のガラスは、例えばＣａ−Ａｌボロシリケート類、Ｐｂ−Ｂａボロシリケート類、Ｍｇ−Ａｌシリケート類、希土類ボレート類、および、他の同様のガラス合成物であってもよい。ゲルマニウム酸鉛（Ｐｂ５Ｇｅ３Ｏ１１）組成物などの高Ｋガラス−セラミック粉が好ましい。
【０１３２】
導電性層を形成するために使用されるペーストは、銅、ニッケル、銀、銀含有貴金属合成物、またはこれらの化合物の混合物に基づくことができる。銅粉組成物が好ましい。
【０１３３】
本明細書に記載された実施形態は、多くの実施例を有する。例えば、コンデンサの実施形態は、有機印刷配線板、ＩＣパッケージ、減結合用途における前記構造の利用、ＩＣモジュールまたはハンドヘルドデバイスのマザーボード内で使用することができる。上記の実施形態は、上記の実施形態におけるｘ−ｙまたはｚの寸法を制限する能力のために、デバイス設計において付加的な柔軟性を提供する。
【０１３４】
上記の実施形態において記載されたコンデンサ構造を、埋め込み抵抗および／またはインダクタと組み合わせて、フィルタなど実用用途を見出す可能性の高いより複雑な構造を作成することができる。金属薄膜、ポリマ厚膜、およびセラミック箔上焼成(fired-on-foil)厚膜を含む当該技術で知られている様々な手段を使用して、埋め込み抵抗を作成し、回路板に一体化することができる。抵抗およびコンデンサなどの構成部品を組み合わせて、板の表面上のいかなる半導体デバイスに対する必要性もなしに、印刷回路板内部に、アレーおよびネットワークのような集積化受動デバイスおよび構造を作成することができる。
【０１３５】
上記の実施形態において、電極層はスクリーン印刷によって形成されるものとして記載されている。しかし、誘電体層の表面上への電極金属のスパッタまたは蒸着による堆積のような他の方法も使用することができる。
【０１３６】
上面図におけるコンデンサの実施形態の形状は、一般的に長方形である。しかし、コンデンサの電極、誘電体、および他の構成部品および層は、例えば円形、長円形(oblong)楕円形、または、多角形の形状などの他の表面区域形状を有することができる。
【０１３７】
上述の説明は、本発明の好ましい実施形態を例示および記載する。本発明が他の様々な組み合わせ、変形、および環境において使用でき、かつ、上記の教示および／または関連技術の技能もしくは知識に対応して、本明細書に表される発明の概念の範囲内で変更または変形が可能であることは理解されるべきである。
【０１３８】
上記に記載された実施形態は、本発明の実施にあたり知られている最良の形態を記載し、および、前述の実施形態もしくは他の実施形態において、および、本発明の特定の用途または使用によって要求される種々の変形を伴って、当業者が本発明を利用することを可能にすることをさらに意図する。したがって、その記載は、本発明を本明細書に開示される形態に限定することは意図しない。同様に、添付の特許請求の範囲は、代替の実施形態を含むと解釈されることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１Ａ】図１Ｂの直線１Ａ−１Ａの面から見た、並列に接続されるコンデンサを有する印刷配線板の第１の実施形態の一部の概略平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの直線１Ｂ−１Ｂ上に取られた、並列に接続されるコンデンサを有する印刷配線板の第１の実施形態の前面立面における概略断面図である。
【図２Ａ】図１Ａおよび１Ｂに示す印刷配線板内に内部層パネルを組み込む前の、内部層パネルの第１の実施形態の製造の段階を示す図である。
【図２Ｂ】図１Ａおよび１Ｂに示す印刷配線板内に内部層パネルを組み込む前の、内部層パネルの第１の実施形態の製造の段階を示す図である。
【図２Ｃ】図１Ａおよび１Ｂに示す印刷配線板内に内部層パネルを組み込む前の、内部層パネルの第１の実施形態の製造の段階を示す図である。
【図２Ｄ】図１Ａおよび１Ｂに示す印刷配線板内に内部層パネルを組み込む前の、内部層パネルの第１の実施形態の製造の段階を示す図である。
【図２Ｅ】図１Ａおよび１Ｂに示す印刷配線板内に内部層パネルを組み込む前の、内部層パネルの第１の実施形態の製造の段階を示す図である。
【図２Ｆ】図１Ａおよび１Ｂに示す印刷配線板内に内部層パネルを組み込む前の、内部層パネルの第１の実施形態の製造の段階を示す図である。
【図２Ｇ】図１Ａおよび１Ｂに示す印刷配線板内に内部層パネルを組み込む前の、内部層パネルの第１の実施形態の製造の段階を示す図である。
【図２Ｈ】図１Ａおよび１Ｂに示す印刷配線板内に内部層パネルを組み込む前の、内部層パネルの第１の実施形態の製造の段階を示す図である。
【図２Ｉ】図１Ａおよび１Ｂに示す印刷配線板内に内部層パネルを組み込む前の、内部層パネルの第１の実施形態の製造の段階を示す図である。
【図２Ｊ】図１Ａおよび１Ｂに示す印刷配線板内に内部層パネルを組み込む前の、内部層パネルの第１の実施形態の製造の段階を示す図である。
【図２Ｋ】図１Ａおよび１Ｂに示す印刷配線板内に内部層パネルを組み込む前の、内部層パネルの第１の実施形態の製造の段階を示す図である。
【図３】並列に接続されるコンデンサを有する印刷配線板の第２の実施形態の前面立面の概略断面図である。
【図４】並列に接続されるコンデンサを有する印刷配線板の第３の実施形態の前面立面の概略断面図である。
【図５Ａ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を示す図である。
【図５Ｂ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を示す図である。
【図５Ｃ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を示す図である。
【図５Ｄ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を示す図である。
【図５Ｅ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を示す図である。
【図５Ｆ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を示す図である。
【図５Ｇ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を示す図である。
【図５Ｈ】図５Ａ〜５Ｇに示す方法によって生産される内部層パネルを含む印刷配線板の実施形態の概略断面図である。
【図５Ｉ】直線５Ｇ−５Ｇの面から見た、図５Ｆに示す内部層パネルの実施形態の平面図である。
【図６Ａ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第２の実施形態を製造する方法を示す図である。
【図６Ｂ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第２の実施形態を製造する方法を示す図である。
【図６Ｃ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第２の実施形態を製造する方法を示す図である。
【図６Ｄ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第２の実施形態を製造する方法を示す図である。
【図７Ａ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルの代替の実施形態を概略的に示す図である。
【図７Ｂ】箔電極のいずれかの側面上に電極を備えるコンデンサを有する内部層パネルの他の代替の実施形態を概略的に示す図である。
【図８Ａ】箔担体から形成される複数のコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を概略的に示す図である。
【図８Ｂ】箔担体から形成される複数のコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を概略的に示す図である。
【図８Ｃ】箔担体から形成される複数のコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を概略的に示す図である。
【図８Ｄ】箔担体から形成される複数のコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を概略的に示す図である。
【図８Ｅ】箔担体から形成される複数のコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を概略的に示す図である。
【図８Ｆ】箔担体から形成される複数のコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を概略的に示す図である。
【図８Ｇ】箔担体から形成される複数のコンデンサを有する内部層パネルを印刷配線板に組み込む前の、そのようなパネルの第１の実施形態を製造する方法を概略的に示す図である。
【図８Ｈ】箔担体から形成される複数のコンデンサを有する完成された内部層パネルの概略断面図である。
【図８Ｉ】図８Ｈに示す内部層パネルの代替物の概略断面図である。
【図９】図８Ｈの内部層パネルを含む印刷配線板の概略断面図である。
【図１０Ａ】箔担体から形成される複数のコンデンサを有する内部層パネルにおける代替の電極配置を概略的に示す図である。
【図１０Ｂ】箔担体から形成される複数のコンデンサを有する内部層パネルにおける代替の電極配置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１０００、２０００、３０００、４０００、８０００  印刷配線板
１００、２００、３００、２１００、２２００、２３００、３１００、３２００、３３００、４１００、４２００、４３００、５１００、６１００、７１００、８１００、８２００、８３００、８４００  内部層パネル
１０１、４３１０、４３５６  箔
１０２、４３１２、４３１４  アンダープリント
１０５、２０５、３０５、２１０５、２２０５、２３０５、３１０５、３２０５、３３０５、４３０５、５１０５、７１０５、８１０５  コンデンサ
１０７、４３１６  溝
１００１、１００２、２００１、２００２、３００１、３００２、４３７１、４３７２、４３７３  回路導体
１１０、１２０、１３０、２１０、２２０、２３０、３１０、３２０、３３０、２１１０、２１２０、２２１０、２２２０、２３１０、２３２０、３１１０、３１２０、３１３０、３１４０  電極
１４０、２４０、３４０  ２層誘電体
１４１、１４２、１４５、１４６、２１４０、２２３０、３１５０、４３２０、４３２２  誘電体層
１７０  誘電体材料
１８０  導電性箔
４３２４、４３２６、４３４２、４３４４、４３４８  開口部
４３４０、４３４６  導電層
【図１Ａ】
2005129887.tif 000005
【図１Ｂ】
2005129887.tif 000006
【図２Ａ】
2005129887.tif 000007
【図２Ｂ】
2005129887.tif 000008
【図２Ｃ】
2005129887.tif 000009
【図２Ｄ】
2005129887.tif 000010
【図２Ｅ】
2005129887.tif 000011
【図２Ｆ】
2005129887.tif 000012
【図２Ｇ】
2005129887.tif 000013
【図２Ｈ】
2005129887.tif 000014
【図２Ｉ】
2005129887.tif 000015
【図２Ｊ】
2005129887.tif 000016
【図２Ｋ】
2005129887.tif 000017
【図３】
2005129887.tif 000018
【図４】
2005129887.tif 000019
【図５Ａ】
2005129887.tif 000020
【図５Ｂ】
2005129887.tif 000021
【図５Ｃ】
2005129887.tif 000022
【図５Ｄ】
2005129887.tif 000023
【図５Ｅ】
2005129887.tif 000024
【図５Ｆ】
2005129887.tif 000025
【図５Ｇ】
2005129887.tif 000026
【図５Ｈ】
2005129887.tif 000027
【図５Ｉ】
2005129887.tif 000028
【図６Ａ】
2005129887.tif 000029
【図６Ｂ】
2005129887.tif 000030
【図６Ｃ】
2005129887.tif 000031
【図６Ｄ】
2005129887.tif 000032
【図７Ａ】
2005129887.tif 000033
【図７Ｂ】
2005129887.tif 000034
【図８Ａ】
2005129887.tif 000035
【図８Ｂ】
2005129887.tif 000036
【図８Ｃ】
2005129887.tif 000037
【図８Ｄ】
2005129887.tif 000038
【図８Ｅ】
2005129887.tif 000039
【図８Ｆ】
2005129887.tif 000040
【図８Ｇ】
2005129887.tif 000041
【図８Ｈ】
2005129887.tif 000042
【図８Ｉ】
2005129887.tif 000043
【図９】
2005129887.tif 000044
【図１０Ａ】
2005129887.tif 000045
【図１０Ｂ】
2005129887.tif 000046